DE1412489B1 - Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem fuer Farbsignale - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeich- entstehen, die beispielsweise auf einer Farbbildröhre nungs- und Wiedergabesystem für Farbsignale. Mit wiedergegeben werden können,
diesem System können insbesondere, jedoch nicht Aus der deutschen Auslegeschrift 1044154 ist es ausschließlich, Signale nach der NTSC-Norm auf- bekannt, zwei gleichzeitig vorhandene Chrominanzgezeichnet und wiedergegeben werden. 5 Signalkomponenten in ein sequentielles Signal derart

Bei der Entwicklung des Systems wurde zur Auf- zu verwandeln, daß in einem beliebigen Augenblick

zeichnung und Wiedergabe von Farbsignalen das lediglich eine der beiden Komponenten existiert,

NTSC-System angewendet. wobei die spätere Rückverwandlung dieses Signals

Bei den bisherigen, für die Aufzeichnung und in ein Simultansignal durch Hinzufügen zeilen-Wiedergabe von NTSC-Farbsignalen vorgesehenen io frequent verzögerter Abschnitte jedes der beiden Systemen wird das zusammengesetzte Farbsignal Einzelsignale bewirkt wird. Bei diesem bekannten direkt auf einem magnetischen Medium aufgezeichnet Farbfernsehsystem wird eine Luminanzkomponente und von diesem wieder abgenommen. Das Chromi- dauernd und die beiden Teilkomponenten für die nanzsignal ist dabei bezüglich des Luminanzsignals Farbe abwechselnd übertragen. Auf der Empfängeraus elektrischen und mechanischen Gründen häufig 15 seite werden die sequentiell vorliegenden Farbsignale verzögert, wodurch Farbfehler verursacht werden. in simultane Signale in der angedeuteten Weise Weiterhin ist das aufzuzeichnende Frequenzband so zurückverwandelt. Auf Grund der Tatsache, daß bei breit, daß auch hierdurch Schwierigkeiten entstehen. diesem bekannten System stets eine Chrominanzinsbesondere für Geräte der nicht kommerziellen komponente mit dem Luminanzsignal verkoppelt ist, Technik ist es bisher nicht geglückt, befriedigende 20 ist gegenüber dem erfindungsgemäßen System ein Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zu ent- erheblich größerer Aufwand für die Regelung der wickeln, die eine zufriedenstellende, naturgetreue Frequenz und des Phasengleichlaufs erforderlich.
Bildwiedergabe ermöglichen. Besondere Schwierig- Die Erfindung besteht bei einem magnetischen keiten bereitet dabei die auch bei Schrägspuraufzeich- Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem für Farbnung für breite Frequenzbänder notwendige hohe 25 signale darin, daß das Aufzeichnungssystem einen Umfangsgeschwindigkeit des aufzeichnenden und Matrixkreis enthält, der die von einer Signalquelle wiedergebenden Magnetkopfes, dessen Relativ- abgegebenen, den drei Grundfarben Rot, Grün und bewegung zu einem darüberlaufenden Magnetmedium Blau entsprechenden Farbsignale in an sich bekannsehr genau geregelt sein muß. ter Weise in Luminanz- (Y) und Chrominanzsignale

Ausgangspunkt der Überlegungen, die zu der 30 (/, Q) zerlegt, daß ein Modulator diese zerlegten,

Erfindung führten, war die Frage, wie zur Farbsignal- aber gleichzeitig vorhandenen Signale (Y, I, Q) in

aufzeichnung und-wiedergabe unter Vermeidung der eine zeilensequentielle Signalfolge der Art F, P+Q,

erwähnten Schwierigkeiten die Bandbreite eines vor- Y, I+Q ... umwandelt, die mit dem magnetischen

gegebenen Farbsignals sinnvoll so reduziert werden Aufzeichnungssystem, vorzugsweise einer Bandauf-

kann, daß bei der Wiedergabe keine für das Auge 35 Zeichnungsvorrichtung, aufgezeichnet werden, und

bemerkbaren Informationseinbußen auftreten. daß das Wiedergabesystem die entsprechenden zeilen-

Ziel der Erfindung ist ein magnetisches Farbsignal- sequentiellen Signale in eine unverzögerte und in

aufzeichnungs- und Wiedergabesystem, bei dem die eine um eine Zeilendauer verzögerte Signalfolge

erwähnten Schwierigkeiten dadurch beseitigt werden aufspaltet und daß diese beiden Signalfolgen einer

sollen, daß eine ununterbrochene Reihe aufeinander- 40 zeilenfrequent gesteuerten Schaltvorrichtung (SW)

folgender Farbsignale aufgezeichnet wird, die aus zugeführt werden, an deren Ausgängen einerseits

Luminanz- und Chrominanzsignal bestehen, und abwechselnd unverzögerte und verzögerte Luminanz-

über das Wiedergabesystem entsprechend umgewan- signale (Γ, Y',...) und andererseits zu korrespondie-

delt wiedergegeben werden. Dabei sollen die bei- renden Zeiten verzögerte und unverzögerte Chromi-

spielsweise von einer Farbfernsehkamera stammenden 45 nanzsignale ((1'+Q'), (I+Q),. ■.) auftreten, die eine

den Grundfarben Rot, Grün und Blau entsprechen- zeilenfrequente Signalfolge der Art Y' + (I + Q),

den Farbsignale etwa wie beim NTSC-System zu- Y+(I'+Q'), Y'+(I+Q) ... ergeben, aus der nach

nächst in Luminanz- und Chrominanzsignale um- erfolgter Auftrennung der Signale I+Q bzw. l'+Q'

gewandelt werden, die der Reihe nach aufgezeichnet und deren Einzelkomponenten und nach Demodu-

werden. Die üblicherweise in zwei Signalkomponen- 50 lation des Q-Signals die Rückgewinnung der Grund-

ten/ und Q unterteilten Chrominanzsignale sollen farbsignale in an sich bekannter Weise in einem

frequenzmäßig so aufgeteilt werden, daß das Fre- Matrixkreis (26) erfolgt.

quenzband des einen Chrominanzsignals (Q) sich an Es ist besonders vorteilhaft, die Bandbreite des die obere Frequenzgrenze des anderen Chrominanz- Luminanzsignals praktisch ebenso groß zu machen signals (/) anschließt, wobei das so erhaltene gesamte 55 wie die des Chrominanzsignals, d. h. gleich der Chrominanzsignal und das Luminanzsignal, wie Summe des videofrequenten /-Signals und des trägerangedeutet, der Reihe nach aufgezeichnet werden. frequent modulierten g-Signals, _z. B. etwa 3 MHz. Die angestrebte Bandbreitenreduktion, die selbst- Vorteilhaft ist es weiterhin, die erwähnten Schaltverständlich nur durch Verminderung des primären einrichtungen durch horizontale Synchronisierungs-Informationsflusses erzielt werden kann, soll so vor- 60 impulse zu steuern.

genommen werden, daß dem Luminanzsignal einer Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeich-.

Zeile jeweils das Chrominanzsignal der nächstfolgen- nungen im folgenden näher beschrieben,

den Zeile nachgestellt ist. Für die Wiedergabe soll Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel

dann vorgesehen sein, die kontinuierliche Reihe aus eines erfindungsgemäß ausgebildeten Aufnahme-

Luminanz- und Chrominanzsignalen einerseits jeweils 65 systems;

um die Dauer einer Zeilenablenkperiode zu verzögern F i g. 2 zeigt schematisch das aufzuzeichnende

und andererseits die verzögerte und die unverzögerte Frequenzspektrum;

Signalreihe so zusammenzusetzen, daß Farbsignale F i g. 3 zeigt Signalformen von Videosignalen zur

Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Farbsignalaufnahme- und -Wiedergabesystems;

F i g. 4 zeigt das Schaltschema eines Farbsignalwiedergabesystems, und

F i g. 5 zeigt ein erläuterndes Diagramm, das die erfindungsgemäße Form der Signalverschachtelung zur Aufzeichnung und Wiedergabe darstellt.

Vor der näheren Beschreibung der Erfindung soll kurz auf die Eigentümlichkeiten beim Farbfernsehen, insbesondere nach dem NTSC-System, eingegangen werden, bei dem ein Luminanzsignal Y und Chrominanzsignale / und Q so zusammengesetzt werden, daß ein vollständiges Farbsignal entsteht.

Der Bildinhalt zweier aufeinanderfolgender Abtastzeilen ist bei einem auf einer Bildröhre wiedergegebenen Farbbild nahezu gleich, so als ob er mit dem gleichen Farbsignal aufgebaut wäre. Das bedeutet, daß, wenn die beiden Abtastzeilen durch Farbsignale moduliert werden, wegen des relativ geringen Auflösungsvermögens des Auges für Farbe praktisch keine Unterschiede zu erkennen sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine große Anzahl von Zeilen in einem Bild vorhanden sind.

Es wurde nun durch Versuche festgestellt, daß das Auge auch bezüglich des Helligkeitskontrastes keine merkliche Einbuße an Bildqualität empfindet, wenn die Zeilen eines zusammengesetzten Farbbildes wie folgt zusammengesetzt werden:

Eine erste Zeile wird durch ein F+(/'+ß')-Signal gebildet, das sich aus dem Luminanzsignal Y und den Chrominanzsignalen / und Q der vorhergehenden Zeile (hier als /' und Q' bezeichnet) zusammensetzt, während die nächstnachfolgende Zeile durch ein F'+(/+ß)-Signal gebildet wird, das aus dem Luminanzsignal Y der vorhergehenden Zeile (als Y' bezeichnet) und den Chrominanzsignalen der betreffenden Zeile besteht. Wenn also die Zeilen der Reihe nach durch Y+(I'+Q'), Y'+(I+Q), Y+{I'+Q')... gebildet werden, dann kann ein genaueres Bild wiedergegeben werden als vermittels des obenerwähnten Systems, wenn in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen zweimal das gleiche Signal abgetastet würde, was einer Halbierung des primären Informationsflusses gleichkäme.

Um die erfindungsgemäße Signalfolge zu erhalten, muß das Luminanzsignal Y und das Chrominanzsignal (I+Q) abwechselnd während je einer Zeilenperiode aufgenommen werden. Da jetzt das Y und das (/+ß)-Signal in einer Reihe aufeinanderfolgen, so ist es nicht notwendig, das Spektrum des (1+Q)-Signals und des zusätzlichen Farbsynchronsignals in das Spektrum des Y-Signals einzublenden. Außerdem kann die Frequenzbandbreite verringert werden und trotzdem ein weitgehend naturgetreues Bild ohne Farbfehler bei relativ geringem Aufwand aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Bei der Wiedergabe müssen die Signale um die Laufzeit einer Zeile abwechselnd derart verzögert werden, daß ein Luminanzsignal Y und das entsprechende verzögerte Signal Y' in jeder Abtastzeile der Reihe nach abwechseln, während die vor der Wiedergabe zu überlagernden Chrominanzsignale in der Folge (/'+Q')> (I+Q) ... der Reihe nach in jeder Abtastzeile abwechseln.

In F i g. 1 ist eine Farbfernsehkamera 1 vorgesehen, von der Farbsignale Rot, Grün und Blau beispielsweise entsprechend dem NTSC-System abgegeben werden. Diese Signale R, G und B werden zu einem Matrixkreis 2 geführt, an dessen Ausgangsklemmen 4, 5 und 6 ein Luminanzsignal Y und die Chrominanzsignale Q und / entstehen. Der Matrixkreis 2 ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden.

Im allgemeinen wird es als ausreichend angesehen, wenn die Chrominanzsignale/ und Q Bandbreiten von 1,5 bzw. von 0,5 MHz aufweisen. Wenn daher ein Trägersignal mit z. B. 2,25 MHz durch das ß-Signal moduliert wird, dann kann ein Frequenzspektrum 8 (Fig.2B) des ß-Signals anschließend an die obere Frequenzgrenze des videofrequenten /-Signals angeordnet werden, so daß die Bandbreite des gesamten Chrominanzsignals praktisch etwa 3 MHz beträgt. Andererseits beträgt die Bandbreite des Γ-Signals im allgemeinen etwa 4 MHz. Selbst wenn das Luminanzsignal Y auf etwa 3 MHz verringert wird, wird die Bildqualität kaum beeinflußt. Wenn daher die gesamte Bandbreite des Luminanzsignals zu 3MHz gewählt wird, wie dies durch die Kurve 9 in Fig. 2A angedeutet ist, dann entspricht sie der des Chrominanzsignals/ und Q. In der auf den Matrixkreis 2 folgenden Stufe ist ein Modulator

10 für das obenerwähnte ß-Signal vorgesehen. Für das Y- und das /-Signal sind Verzögerungskreise 11 und 12 mit entsprechenden Bandpaßfiltern vorgesehen. Die Y-, Q- und /-Signale, die an den Ausgangsklemmen 13,14 und 15 der Verzögerungskreise

11 und 12 und des Modulators 10 anstehen, werden zu einem gemeinsamen Schalter 16 geführt. Außerdem ist ein Signalgenerator 17 vorgesehen, von dem horizontale und vertikale Synchronisierungssignale zu dem Schalter 16 gegeben werden, durch den das Y-, das /- und ß-Signal so umgeschaltet werden, daß eine Signalreihe Y, (I+Q), Y, (I+Q), Y... vermittels des horizontalen Synchronisierungssignals gebildet wird. Diese Signalreihe erhält man der Reihe nach an einer Ausgangsklemme 18 als Farbsignal, wie dies in Fig. 3A angedeutet ist. Die horizontale Synchronisierungsfrequenz beträgt beispielsweise 15,75 kHz (bei 630 Zeilen, 25 Vollbilder je Sekunde), und daher werden die oben angegebenen Farbsignale mit dieser Frequenz umgeschaltet, während das Synchronisierungssignal in die rückwärtige Flankenlücke der horizontalen Abtastzeile (Horizontalaustastlücke), d.h. zwischen dem Y- und dem (1+Q)-Signal eingesetzt ist. Dann werden diese Farbsignale nach Fig. 3A der Reihe nach zu einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, d. h. zu einer Videoaufzeichnungsvorrichtung 20, geführt, wo sie auf ein magnetisches Medium aufgezeichnet werden. Das Luminanzsignal Y und das Chrominanzsignal I+Q werden somit zeitlich aufeinanderfolgend aufgezeichnet, wodurch mechanisch oder elektrisch bedingte Phasenfehler vermieden werden, wie sie bei der Aufzeichnung eines NTSC-Signals auftreten können.

Im folgenden wird ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Wiedergabesystem erläutert.

In der an die magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung 20 anschließenden Stufe ist ein Schalter SW vorgesehen, der aus Schaltern 21 und 22 besteht, die zwei stationäre Kontakte α bzw. b aufweisen. An einem beweglichen Kontakt c des einen Schalters 21 ist direkt eine Ausgangsklemme 23 der Wiedergabevorrichtung angeschlossen, und ein beweglicher Kontakt c des anderen Schalters 22 ist

mit der Ausgangsklemme 23 über einen Verzögerungskreis 24 verbunden, durch den die Farbsignale nach Fig. 3A um die Laufzeit einer Zeile (63,5 Mikrosekunden) verzögert werden. Diese Schalter 21 und 22 werden durch ein Synchronisiersignal aus einer Synchronisierabtrenneinrichtung 28 versorgt, die an die Ausgangsklemme 23 angeschlossen ist und von der aus der Schalter synchron mit dem Synchronisierungssignal betätigt wird. Der Kontakt α des Schalters 21 bzw. der Kontakt b des Schalters 22 ist mit einem Matrixkreis 26 über einen Verzögerungskreis 25 für das Y- bzw. F'-Signal verbunden. Dem Kontakt b und dem Kontakt α der Schalter 21 und 22 wird jeweils das I+Q- bzw. das /'+ß'-Signal zugeführt. Sie sind an eine Trennvorrichtung 27 für das /- und ß-Signal angeschlossen. In einem bestimmten Zeitpunkt wird an die Eingangsklemme des Verzögerungskreises 25 eine Folge von Luminanzsignalen nach Fig. 3B gegeben, wobei das Γ-Signal und das !"-Signal gegeneinander um eine Zeilenabtastperiode verzögert sind und der Reihe nach aufeinanderfolgen, während an die Eingangsklemme der Trenneinrichtung 27 eine Folge von Chrominanzsignalen nach Fig. 3C gegeben wird, wobei (7'+ß')-Signale _un(j (/+ß)-Signale jeweils um eine Zeilenperiode gegeneinander verzögert sind, die ebenfalls der Reihe nach aufeinanderfolgen. Die Beziehung zwischen dem Luminanzsignal nach Fig. 3B und dem Chrominanzsignal nach Fig. 3C ist in Fig. 5 dargestellt. Das !"-Signal (d. h. das F-Signal einer vorhergehenden Abtastzeile) und das nichtverzögerte (/+ß)-Signal entsprechen einander, und das nichtverzögerte Y-Signal und das verzögerte Chrominanzsignal, d.h. das (/'+ß')-Signal bzw. das (7+ß)-Signal einer vorhergehenden Abtastzeile entsprechen ebenfalls einander. Infolgedessen erhält man an den beiden Kontaktstellena und b der Schalter 21 und 22 eine Signalfolge der Art Y' + I + Q, Y + I' + Q', Y' + I + Q, Y + I' + Q', Y'+I+Q ... usw. An einer Ausgangsklemme 30 der Trenneinrichtung 27 erhält man das Q- oder ß'-Signal und an der Ausgangsklemme 31 das I- oder /'-Signal. Das Q- bzw. ß'-Signal wird auf einen Demodulator 32 gegeben und demoduliert und an den Matrixkreis 26 weitergegeben. Das 7- bzw. /'-Signal wird ebenfalls, gewünschtenfalls über einen Verzögerungskreis 38, an den Kreis 26 weitergegeben. So erhält man an den Ausgangsklemmen 34, 35 und 36 des Matrixkreises 26 wiederum die R-, G- und .B-Farbsignale. Werden diese Signale beispielsweise auf eine Farbbildröhre 37 gegeben, so kann ein Farbbild wiedergegeben werden.

Gemäß der Erfindung wird also kein zwischengeschaltetes, vollständiges Farbsignal durch das NTSC-System aufgezeichnet oder wiedergegeben, und daher wird das Chrominanzsignal durch den von der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung hervorgerufenen sogenannten Jittereffekt (Zittern) nicht beeinträchtigt, und da kein Farbsynchronsignal verwendet wird, so entstehen auch keine Farbfehler. Mit dieser Anordnung können insbesondere NTSC-Signale leicht aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Darüber hinaus kann ein Bild leicht auch in einer Schwarzweißbildfernsehröhre wiedergegeben werden, da das erfindungsgemäße System kompatibel ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem für Farbsignale, dadurch gekenzeichnet, daß das Aufzeichnungssystem einen Matrixkreis (2) enthält, der die von einer Signalquelle abgegebenen, den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau entsprechenden Farbsignale in an sich bekannter Weise in Luminanz (Y)- und Chrominanzsignale (/, Q) zerlegt, daß ein Modulator (10) das ß-Signal derart trägerfrequent moduliert, daß es sich frequenzmäßig an die { obere Grenze des videofrequenten /-Signals anschließt, und daß eine Schaltvorrichtung (16) diese zerlegten, aber gleichzeitig vorhandenen Signale (Y, I, Q) in eine zeilensequentielle Signalfolge der Art Y, (I+Q), Y, (I+Q ... umwandelt, die mit dem magnetischen Aufzeichnungssystem (20) vorzugsweise einer Bandaufzeichnungsvorrichtung aufgezeichnet werden, und daß das Wiedergabesystem die entsprechenden zeilensequentiellen Signale in eine unverzögerte und in eine um eine Zeilendauer verzögerte Signalfolge aufspaltet und daß diese beiden Signalfolgen einer Zeilenfrequent gesteuerten Schaltvorrichtung (SW) zugeführt werden, an deren Ausgängen einerseits abwechselnd unverzögerte und verzögerte Luminanzsignale (F, Y'...) und andererseits zu korrespondierenden Zeiten verzögerte und unverzögerte Chrominanzsignale ((/' + Q'), (I+Q)...) auftreten, die eine zeilenfrequente Signalfolge der Art F'+ (/+ ß), Y + (1' + Q'), Y'+(I+Q)... ergeben, aus der nach erfolgter Auftrennung der Signale I+Q bzw. I'+Q' und deren Einzelkomponenten und nach Demodulation des Q-Signals die Rückgewinnung der Grundfarbsignale in an sich bekannter Weise in einem Matrixkreis (26) erfolgt.

2. Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des Luminanzsignals praktisch ebenso groß ist wie die des Chrominanzsignals, d.h. der Summe des videofrequenten /-Signals und des trägerfrequent modulierten ß-Signals, z. B. etwa 3 MHz, entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen